航天飞机的教学反思

2024-05-15

航天飞机的教学反思(精选9篇)

篇1:航天飞机的教学反思

教材的简单解读:这一单元都是介绍科学方面的文章:《石头书》是一篇科学小品,《小稻秧脱险记》是一篇科普性的童话故事,《航天飞机》是科学童话。这一组文章的编排上看,通过科普童话,让学生了解一些科普知识,激发学生热爱科学,进而去阅读一些科学知识方面的文章,去了解我们及全球在科技领域上新发明、新创造,引导学生树立长大用科学来为人类服务的志向。

《航天飞机》是一篇科学童话。文章从普通飞机的视角,用拟人化的手法介绍了航天飞机的基本特点和相关知识,展现了现代科学技术在航天事业上的新成果。但教学时我感觉学生的兴趣还是很浓的。因为这是一篇科学童话。文章从普通飞机的视角,用拟人化的手法介绍了航天飞机的基本特点和相关知识,展现了现代科学技术在航天事业上的新成果。在字里行间都体现了人性化,教学中透过语言文字让学生领悟,是他们喜欢学的主要原因。

一.在读读中体会航天飞机的特点

读第一自然段后问学生:你觉得这架飞机怎么样?是从什么地方看出来的?“自由自在”“一会儿……一会儿……”体会普通飞机的本领不俗,在蓝天下悠然自得。“很得意”形象地反映了普通飞机有些自以为是、妄自尊大,接着问学生,它心里会想些什么呢?读了这段给你留下印象最深的是什么?从“庞然大物”体会航天飞机外形特别大; “一声呼啸”“腾空而起”体会航天飞机升空时的气势;“突然”“转眼间”“无影无踪”体会航天飞机速度极快。生通过自己的朗读体会了航天飞机的特点。第三自然段介绍了航天飞机飞得又快又高的本领以及它在人类航天事业中的神奇作用,这是通过智慧老人的话说出来的,学生沉浸在这样的如普通飞机的好奇中,让学生充分朗读智慧老人的两段语言,两组数据的比较,明显发现普通飞机高度和速度对于航天飞机来说是微不足道的,从而领会航天飞机飞得“更高更快”的特点。

二.在说说写写中体会航天飞机的特点和作用

在教学中,要注重文本的研读,感悟到语文课的气息,丰富文本多元的色彩。在激发学生阅读兴趣的同时,扩大他们的阅读视野,真正发挥创造性使用教材的功能。我提出“请你帮航天飞机写一个自我介绍吧!”时,那你们长的是什么样子?”学生们立即反应过来,接着说:“我长着三角形的翅膀,尖尖的脑袋,方方的机尾,是一个庞然大物。”学生说完之后,“大家好!我是航天飞机,比起普通飞机来,我飞得可高了!_______________________。

我飞得可快了!_______________________。

我还有一个特别大的本领,_______________________。”

在说的基础上生再动笔写,就简单了许多。我及时总结,渗透教育:“虽然我的本领很大,但我和普通飞机各有各的长处,谁也代替不了谁,我们都应该利用我们的长处为人类做出更大的贡献。”学生们语言文字训练不露痕迹,水到渠成。从说到写,效果很好。

篇2:航天飞机的教学反思

首先是教学过程中设问难度可能偏高。由于初涉教坛,对于语文教学还缺乏经验,尤其是对三年级孩子的已有经验还缺乏认识,因而有时设计问题时难度没有把控好。比如教学中出示航天飞机和普通飞机数据对比的表格后,让孩子们个别读完,再齐读一遍之后就仓促地让他们填写表格了,因而孩子们的表现不够从容,知道的同学很少。如果我能够之前让孩子圈出数据,做出强调,可能就会顺利得多。还有在“我的名片”的口头填写时,因为孩子们没有整体多遍地朗读课文,所以让他们找到相关答案显得非常艰难,更别说能够脱离书本口头填空了。这里也侧面反映了我的第一课时朗读不够扎实,学生对课文的整体感知程度还不够。

其次是教学过程忽略了一些重要细节。比如对于航天飞机的外形,我是匆匆读过两遍就作罢了,应该多种方式朗读,让孩子在图文结合中认识航天飞机的外形。还有对于课文中普通飞机的内心活动的句子处理太急,这是一个两连问的句子:“这是什么呀?怎么飞得这样快呢?”小飞机的疑惑程度不断增加的过程没有让孩子们仔细品味,这个过程其实很重要,因为普通飞机正是从这里开始心理活动开始发生转折。此处应该有师范读,多次让孩子们读,然后齐读,一定要把疑惑的感觉读出来,然后再顺理成章地引出“究竟”这个词。还有在介绍航天飞机的本领时,主要讲了“释放”和“回收”,然后匆匆读完两遍了事,反而在“人造地球卫星”的介绍上花了比较多的时间。

再次是教学板书设计有待斟酌。普通飞机和航天飞机的平行板书不太合理,因为普通飞机板书内容是“得意”和“不自在”,而航天飞机则是“更高更快”和“释放和回收”。普通飞机是心理活动,而航天飞机则不是,内容没有可比性。另外,妄自尊大和妄自菲薄这样的词汇板书可能意义不大,因为作为三年级的孩子可能对这些成语比较陌生,不但起不到强调的作用,反而会因为太难而产生抵触和不接受。

篇3:航天飞机的教学反思

根据这样的教学理念,两位教师执教《航天飞机》(苏教版三年级上册)第二课时,不约而同地把课后作业题——“根据课文内容,为航天飞机写一段自我介绍”作为重要的教学目标。这样一来,教学的内容比较集中,教师有足够的时间指导,学生有足够的时间练习,能真正实现“一课一得”。但由于对学情把握的不同,对文本研读细致程度的不同, 对学生主体作用认识的不同,两位教师进行了不同的教学设计,教学效果也不一样。

【教学设计一】只为“阅读”的阅读教学:品读课文与学习语言相割裂

一、复习导入

师:这节课,我们继续学习《航天飞机》。通过上节课的学习,航天飞机的什么给你留下了深刻的印象?

二、学习第二自然段,认识航天飞机奇特的外形

1.学生自读,找描写航天飞机样子的词句,用“_____”画下来。

2.师:原来航天飞机长得这么奇怪啊!

( 1 )你能根据老师的提示介绍一下吗?

( )的翅膀 ( )的脑袋 ( )的机尾

( 2 )你会连起来说一说吗?

他 _______ , _________ , _________ 。

3. 教师补充介绍:最大的航天飞机长约50多米,有7间教室那么长,有5层楼那么高。大约有200多头大象那么重呢!

听到这里,航天飞机给你留下怎样的印象?用一个词来说。(庞然大物)

4.小结:航天飞机是个庞然大物,有三角形的翅膀,尖尖的脑袋,方方的机尾,外形真奇特。

三、学习第三自然段,了解航天飞机的特点和本领

1.师:看到这样奇特的外形,普通飞机问智慧老人“:这是什么呀?”请你当智慧老人来回答。

2.学习智慧老人说的第一段话。(“他比你飞得更高更快……”)

(1)你从哪些句子体会到航天飞机飞得更高更快?

(2)再读两句,学着智慧老人的样子夸夸航天飞机。

师:航天飞机飞得可高啦!你能飞两万米高,它却能飞几十万米高。

师:航天飞机飞得可快啦!从东海之滨到帕米尔高原,普通飞机要飞四个多小时,我却只需要七分钟。

(3)师:航天飞机飞得更高。普通飞机在天上飞,我们能看得到;航天飞机呢,肉眼根本看不见。 谁来读一读,看谁飞得高?

(4)师:航天飞机飞得更快。谁用朗读来体现?

(5)(出示地图)补充介绍:东海之滨是我国的最东面,帕米尔高原是我国的最西面,这两处地方相距4000多千米。这么远的距离,普通飞机飞行要“四个多小时”,航天飞机只需要“七分钟”。听完老师的介绍,谁再来读一读?

3.学习智慧老人说的第二段话。(“航天飞机的本领可大了!……”)

( 1 )自读,说说航天飞机有哪些本领。

航天飞机能( ),能( ),还能( )。

(2)提问“:释放”“回收”是什么意思?

(3)师:想亲眼看看吗?(出示航天飞机用机械手释放、回收人造地球卫星的简单动画)

此时此刻,想对航天飞机说什么?

(4)师:航天飞机的本领可不止这些。(出示资料,教师补充介绍其他本领)

四、学习自我介绍

师:普通飞机到航天飞机家做客,你能代替航天飞机进行自我介绍吗?

1.根据教师的提示进行介绍。

大家好,我是航天飞机。我有( )的翅膀,( ) 的脑袋,( )的机尾。我飞得又高又快。普通飞机只能( ),我却能( )。从东海之滨到帕米尔高原, 普通飞机要飞( ),我却( )。我的本领可大了! 我能( ),( )。

2.用自己的话练习介绍,注意用上补充的资料。

【点评】

以上教学设计中安排了一些扎扎实实的语言文字训练,比如介绍航天飞机外形和本领时都有循序渐进的句式练习,学习自我介绍由填空式句子的辅助到放手让学生自由练说,看得出教师有一定的言语训练的意识,想帮助学生学到一些语言表达的技巧。但由于教学设计指向的只是文本的“阅读”, 只着眼于学习文本内容,学一些知识理解层面的东西;又缺少精细化的言语训练指导,只安排了与阅读教学割裂的自我介绍的流程,缺少循序渐进的扎实的训练,学生在课堂上不可能懂得自我介绍的要点:态度自然大方、表达清晰流畅等,也不可能学会本课介绍的方法:选用课文内容从外形、特点、本领三方面来介绍……

这样的教学设计,虽然教师知道要以课文为例子学习语言,心中有“学习自我介绍”的核心目标, 但由于没有围绕这个核心目标进行“品味语言、习得语言”为重点的教学设计,品读课文时为读而读, 学习语言时为练而练,品读课文、学习语言都是支离破碎的。品读课文与学习语言的互相割裂,造成了语言味在语文课堂的缺失,也使学习过程缺少了一点扎实、一份真实。

【教学设计二】指向“写作”的阅读教学:品读课文与学习语言相融合

一、课前谈话

师:同学们,老师很高兴和你们一起上课。初次见面,老师先来个自我介绍。我姓徐,来自晨光实验小学,今年教三年级,是一名语文老师。

听了老师的介绍,你了解了哪些信息?你们也能向老师做个简单的自我介绍吗?

二、复习导入

师:通过上节课的学习,你们知道课文主要介绍了航天飞机哪三部分的内容?(生答)这节课,我们一起来研究研究,看看作者是怎么把航天飞机的外形、特点和本领介绍清楚的。

三、略读第二自然段,通过感悟外形的奇学习抓特点写外形的方法

1.师:请大家自读第二自然段。你觉得航天飞机长得怎么样?是从哪儿感受到的?

“三角形的、尖尖的、方方的”这三个词把航天飞机的外形特点写得多形象啊!(指读)

小结:介绍外形时,作者先告诉我们航天飞机是个庞然大物,然后抓住了三角形的翅膀、尖尖的脑袋、方方的机尾三个有特点的部位来介绍,条理清楚,语句生动,一起读一读。

2.师:航天飞机的外形真奇特,你会用自己的话介绍一下吗?

3.师:看到这样的航天飞机,普通飞机充满了疑惑,充满了惊讶,他想:——(接读)

四、研读第三自然段,通过细读智慧老人的话学习先总后分介绍事物的方法

1. 师:于是,“他找到智慧老人,想——问个究竟”。为了把航天飞机介绍清楚,智慧老人一共对普通飞机说了两段话。这两段话分别围绕哪一句来写的?

2.学习第一段话。(“他比你飞得更高更快……”)

(1)航天飞机到底飞得有多高?

1作者用几十万米这个具体的数字写出了航天飞机飞得高的特点。读好这个词。

2再读一读这句话,作者还用了什么方法让我们感受到航天飞机飞得高?(和普通飞机作比较) 怎么比的?谁也来帮他们比一比?(指名读句子)

( 2 )你从哪儿体会到航天飞机飞得快?

1(出示地图)补充介绍。

2四个多小时?我们一起来算一算。如果早上七点钟开始飞,十一点多才到,要整整一个上午的时间呢!

3七分钟有多长?(学生联系生活实际说说)

4作者把航天飞机和普通飞机作了比较,让我们感到了航天飞机飞得更快的特点。(齐读)

(3)小结:这段话,智慧老人先总的说航天飞机比普通飞机飞得更高更快,然后把它们作比较,又列出了两组数字,让我们体会到航天飞机飞得更高更快的特点。让我们合作着读一读。

3. 学习第二段话。(“航天飞机的本领可大了!……”)

(1)自己边读边想,他有哪些本领呢?

(2)他的本领就是释放和回收人造地球卫星。 “释放”卫星就是把卫星送入太空,“回收”卫星就是把卫星捞回机舱。

(3)第三句就具体介绍了它回收卫星。读读想想,作者是怎样把这个本领介绍生动的?

把航天飞机当作人来写,多有趣啊!边做动作边读。

(4)小结:这段话,智慧老人先总的说航天飞机的本领可大了,然后用形象化的语言进行了补充说明。我们也合作着读一读。

4. 总结:智慧老人对普通飞机说了两段话,每段话都是先用中心句概括地说,然后再进行具体介绍,条理多清楚啊!我们再连起来读读体会体会。

五、根据课文内容,学习自我介绍。

1. 师:学到这里,你会根据课文内容,为航天飞机写一段自我介绍吗?可以从哪几方面来介绍自己呢?(外形、特点、本领)

2.师:外形刚才已经介绍过了,谁再来试试?

点拨:你们选用课文中的关键语句,把航天飞机的外形说得多清楚,而且先介绍翅膀,再介绍脑袋、机尾,说话很有顺序。

3. 师:接下来,我们用同样的方法介绍自己的特点和本领。在介绍时,可以学习智慧老人的方法, 先总的说一说,再用几句话具体介绍。

(1)这段话是介绍你们飞得高飞得快的特点的,你能仿照课文先说一句中心句吗?

(我比普通飞机飞得更高更快。∕我飞得又高又快。∕我飞得可高可快啦!)

(2)这段话是介绍你们的本领大的,你也能说一句中心句吗?(我的本领可大了!∕我的本领特别大。∕我的本领可不小哦!)

(3)中心句想好了,后面的具体介绍我们分头行动。一、二大组写特点,三、四大组写本领,比一比哪组写得又快又好,说得清楚明白。来,打开语文书,选用书上的关键词句进行介绍吧!

4.师:航天飞机们,外形、特点、本领都介绍过了,能根据老师的提示,完整地说一说吗?

大家好,我是航天飞机。我长得 ________。_________。(外形)我 ________。_________。(特点)我的本领 _________。_______。(本领)你们认识我了吗?

【点评】

以上教学设计,为了达到帮助学生学习“根据课文内容,为航天飞机写一段自我介绍”的目标,从课前谈话“师生自我介绍”的无意识接触,以介绍外形为示范的教,到以学习智慧老人的介绍方法为模仿点的总分段落的说写练习,再到完整的一段话的自我介绍,教学循序渐进,训练环环相扣,课堂弥漫着浓浓的“语言味”。

(一)选用课文内容的技巧适时点拨,品出本真的“语言味”

“无话可说”是三年级学生言语表达最大的难点。教科书编者充分考虑到这样的学情,在布置课后作业题时友情提醒“:根据课文内容,为航天飞机写一段自我介绍。”通过和编者对话,教师明确了学生为航天飞机写自我介绍时的基本抓手是课文内容,学生只要在读懂课文的基础上,正确选用书上的词句进行介绍,不必自己找米下锅。

如此定位之后,学习第二自然段介绍航天飞机的外形时,引导说出“航天飞机的外形很奇特, 有三角形的翅膀,尖尖的脑袋,方方的机尾”后,教师立即小结点拨:选用课文中的关键语句,把外形说得多清楚。但同时也指出,“翅膀、脑袋、机尾”三个部位的前后顺序不能打乱,因为这样有顺序的介绍才有条理,让人听得明白。指导介绍特点、本领时,也给予方法指导:打开语文书,选用书上词句进行介绍。如此一来,学生明目张胆地“抄书”, 把书上的语言大胆地“借”到自己的习作中,使“根据课文内容,进行自我介绍”的言语训练真正落到了实处。

(二)总分构段方式的学习循序渐进,练出浓郁的“语言味”。

“言之无序”是三年级学生言语表达的通病。 为了帮助学生在介绍时理清言语顺序,学习文中智慧老人“先总说后具体介绍”的方法,是一种行之有效的措施。总分构段方式是中年级品读段落的重难点,也是段落仿写训练时的一个巧妙抓手。学生在 《北大荒的秋天》一课中初次接触,重在初步认识, 明白表达一个意思可以这样先总说再具体叙述;在 《东方之珠》一课中再次出现,重在引导认识运用总分结构的妙处:条理清晰、意思明了;本课是第三次出现,重在以文为例学习运用,明确应该怎样先总说再具体叙述。

因此,以上教学设计围绕“学习总分构段方式”,进行了多层次多角度、循环往复的训练。学习第二自然段,通过“航天飞机的外形怎么样”的总问题,引导学生找出词句、诵读积累、练习介绍,学生在不知不觉中接触“先总后分”的构段方式,并尝试运用。学习第三自然段,通过“围绕哪句话来写的”, 引导学生找中心句,再体会,通过具体的语言材料, 真真切切地看到了总分结构,品析了运用总分构段方式的妙处。学习自我介绍时,让学生试着说说中心句,再选用文中语句具体介绍,实实在在地练习了“先总后分”的构段方式。经过一次次的言语实践,学生慢慢触摸到了总分结构的内核,渐渐掌握了总分构段方式的秘妙,消极语言变成了积极语言,“死”的知识变成了“活”的能力。

【总评】

语言是怎么习得的?对于三年级学生而言,仅仅靠自读自悟是低效甚至无效的。教师必须适时引领学生关注,使学生对好的语言有一定的敏感力;必须巧妙引导学生品味,使学生对语言好在哪里有一定的鉴别力;必须扎实指导学生运用,使学生知道如何借用才恰到好处。其中,言语实践训练是重中之重。

教学设计一,只为阅读,走的还是“教课文”的老路。教师认认真真教课文,逐字逐句品读、研读、 美读,唯恐遗漏。对语言文字的训练虽然有所涉及, 但只是零零碎碎的“点”的练习,没有大张旗鼓的 “面”的铺陈,对学生言语能力的提高缺少有效的指导作用。

篇4:航天飞机热结构的辩证反思

两次失事使美国的航天事业受到沉重打击,尤其是哥伦比亚号航天飞机失事后,美国航宇局不得不面对超高代价的成功博弈。因为一旦再失事其超高代价之一,不是一般飞船的1~3位航天员,而是前所未有的第三次7位航天员的惨痛生命代价;超高代价之二,不是一次性使用的单个的概念,而是面对1架主飞4架备份的航天飞机,一次失事是20%,两次失事就是40%——已濒临前所未有的再失事一次势必崩盘的命运。

如果说美国航宇局高层对氟橡胶密封材料的无知,断送了挑战者号航天飞机的征程,那么事隔十七年,对聚氨酯泡沫绝热材料和碳-碳复合防热材料的无奈,又断送了哥伦比亚号航天飞机的归途。问题是为什么两次失事的直接原因都与非金属材料和热环境有关,这难道仅仅是偶然的巧合。最近本应在2011年11月1日发射升空的发现号航天飞机,又因外贮箱绝热结构的裂纹,发射日期多次延迟。

其实哥伦比亚号航天飞机失事的直接原因源于广义而言的热结构,即航天飞机以非金属材料为主体的热结构,包括外贮箱的绝热结构和轨道器的防热结构。外贮箱自1978年投产以来虽然设计改进无数,但值得回顾的亮点并不多,而人类航天史上第一例可复用热防护系统之热结构,就再入返回而言,130次成功返回和1次解体坠毁的记录(有关航天飞机飞行次数数据的信息来源截至2010年11月30日,以下同),对于热防护系统技术的发展是难得的经验和教训。

以金属材料为主体的传统冷结构,其设计技术规范、分析优化软件和使用技术标准等已相当成熟,而以非金属材料为主体的热防护系统之热结构,至今仍处于新兴技术的成长阶段。主要依托上世纪七+年代的技术打造的航天飞机,其热防护系统的技术起点和难度是可想而知的。航天飞机计划于1971年启动,1973年其热防护系统的方案选择如表1所示。

航天飞机的热防护系统的方案选择,受当时的研究水平所限,如陶瓷防热瓦在满足基本热防护功能的同时,存在脆性、吸水性和维护成本高等先天不足。

碎片或空间粒子撞击后能否保证防热瓦完整无损,一直是困扰航天飞机热防护系统的棘手难题。1984~1998年25次飞行任务后检查防热瓦被撞击次数的统计表明,大于1英寸的撞击次数平均为30.7次,总撞击次数平均为158.5次。防热瓦受损的典型图片,见图1。

因此自1981年首飞以来,除了每次飞行后回到地面严格检测、更换处理外,航天飞机热防护系统的改进升级比较侧重于陶瓷防热瓦。上世纪八十年代、九+年代和两千年,均有增强、耐热、耐久的升级版陶瓷防热瓦问世。陶瓷防热瓦的改进升级对于弥补其脆性等先天不足颇有成效。例如1 994年执行STS-59飞行任务的奋进号航天飞机,首次试用AETB增强陶瓷防热瓦,与之配套的表面涂层也由RCG升级为增韧型TUFl。其后在航天飞机主发动机底座等重要部位,局部换装九十年代升级版陶瓷防热瓦TUFI/AETB,换装数量达到772块以上。2006年执行STS-121飞行任务的发现者号航天飞机,首次试用波音公司的专利产品,即两千年升级版陶瓷防热瓦BRI,其后又在航天飞机的重要部位局部换装BRI。2010年发射升空的X-37B,其次高温区即采用TUFI/AETB陶瓷防热瓦。

航天飞机热防护系统的升级状况如表2所示。

值得注意的是航天飞机热防护系统的改进升级,涉及次高温区的陶瓷防热瓦和较低温区的隔热毡,唯独没有最高温区的增强碳一碳防热瓦。

航天飞机以非金属材料为主体的外贮箱绝热结构和轨道器防热结构,其特点是集热学、结构、材料、制造技术之大成。但是决定航天飞机总体结构的技术领军人物,通常还是比较熟悉传统的以金属材料为主体的冷结构。2003年2月1日哥伦比亚号航天飞机返回途中的轰然解体,使人们开始清醒的意识到,航天飞机所面临的热学、结构、材料、制造的连锁困局。液氢液氧需要卓有成效的绝热贮箱,当发射升空段泡沫局部脱落的问题还难以根本解决时,外贮箱与轨道器的并联布局,除了不利于逃逸系统的设置外,还使脱落的泡沫材料有可能撞击损坏防热材料。如前所述,自1981年首飞以来,航天飞机热防护系统的改进升级比较侧重于陶瓷防热瓦,对于机翼前缘增强碳一碳防热瓦的抗冲击强度,并没有引起足够的重视。2003年2月1日所发生的一幕,恰恰是升空过程中外贮箱脱落的绝热用聚氨酯泡沫材料,撞击损坏了轨道器左翼前缘的防热用增强碳-碳复合材料,导致返回大气层时因超高温气流的侵入而解体坠毁。哥伦比亚号航天飞机泡沫脱落部位和泡沫撞击部位的位置图,见图2。

哥伦比亚号航天飞机失事后美国航宇局采取了一系列措施,使航天飞机又不负众望完成了19次飞行任务,航天飞机已进入最后三次告别飞行的倒计时。但是航天飞机曾经的连锁困局,还是引发了关于平衡设计、联合团队和集成航天器健康管理的辩证反思。

平衡设计

平衡设计的理念强调将材料、制造与系统、气动力学、弹道、控制、结构、热学、推进和电子系统等,共同作为并行同步的“模块”,以并行工程的模式推进平衡设计,实现设计过程的技术集成。热结构的复杂性,使材料技术与总体结构,与上升段和返回段的热学环境,与制造技术等具有紧密的内在联系。传统的串行工程的模式,强调总体、分系统、专业技术的自上而下的技术分解,面对诸如热结构等新兴的材料和制造技术,串行工程的模式不利于设计过程的技术集成,航天飞机曾经的热学、结构、材料、制造的连锁困局,与串行工程的模式不无关系。平衡设计过程的技术集成示意图,见图3。

联合团队

联合团队包含两个层面,一是强调平衡设计过程中热学、结构、材料、制造的联合设计团队;二是力推国家级联合研发团队。热防护系统(ThermalProtection System:TPS)技术承载着可复用航天系统和高超音速武器系统的发展愿景,热防护系统的高技术价值和高技术难度,使加速研发先进的TPS技术纳入航天大国的发展战略。航天大国为充分利用技术资源,保持TPS技术的国际领先地位,必然力推联合团队的协同计划,例如美国TPS技术的国家级联合团队,由美国国防部、宇航局、能源部和公司企业组成。支持TPS联合团队的美国政府机构和公司企业如表3所示。

集成航天器健康管理系统

航天飞机和联盟号、阿波罗号、神舟号飞船共进行253次载人飞行,从其中6次故障失事的飞行阶段而言,2次为发射升空段,3次为返回着陆段,1次为轨道运行段,显然环境恶劣且变化剧烈的发射升空段和返回着陆段是事故高发段,而返回着陆段的故障确认和应急响应的难度往往更大。哥伦比亚号航天飞机在返回着陆段机毁人亡的惨剧,已成为加速推进航天器健康管理的催化剂。

响应哥伦比亚号航天飞机事故调查委员会的建议,美国航宇局进行了实时监控的结构健康管理系统的尝试,初次试验结合2005年重返太空的发现者号航天飞机STS-114任务,在航天飞机的机翼前缘等敏感部位设置传感器和无线仪器,如宽带微型三轴加速度计、“一发一收”超声波传感器、声发射传感器、热传感器和无线数据采集单元,试验结果良好,见国4和图5。

哥伦比亚号航天飞机的失事折射出可复用天地往返系统,在飞行后的状态检测、缺陷判断和飞行中的状态监测、故障诊断的复杂性。可复用天地往返系统需要能实时监控和健康管理的综合手段和技术,即集成航天器健康管理系统(Jntegrated Vehicle HealthManagement:IVHM)。集成航天器健康管理系统的技术途径如图6所示。

集成航天器健康管理系统基础层面的细节如表4所示。

篇5:航天飞机教学反思

项目

普通飞机

航天飞机

外形

大(庞然大物)

飞行高度

两万多米

飞得更高(几十万米)

飞行速度

四个多小时

飞得更快(七分钟)

本领

大(绕着地球转圈圈,释放、回收人造地球卫星,维修卫星)

由于文章内容浅显,大部分学生都能很快找到相关文字,并能正确领会其特点。

有了熟知课文内容作铺垫,我让学生根据课文内容,为航天飞机写一段自我介绍。并用上小黑板出示的句式:

我是航天飞机,从外表看,我很奇特,我飞得可高了!

我飞得可快了!

我的本领可大了!

篇6:《航天飞机》教学反思

苏教版三年级上册科学童话《航天飞机》从普通飞机的视角,通过对航天飞机和普通飞机的比较,用拟人化的手法介绍了航天飞机的基本特点和相关知识。展示了现代科学技术在航天事业上的新成果,激发了少年儿童从小学科学、爱科学的热情,同时也让学生明白不能妄自尊大和妄自菲薄的道理。

我本节课上的是第二课时,教学内容定位于课文的三、四自然段学习和解决课后第四题“为航天飞机写自我介绍”这一难点。三年级语文教学要抓住段的教学,为写作打下基础。在研读教材中,我发现课文第三自然段中智慧老人的两次说话在写法上很有特色,一个采用了比较和列数字的方法,一个则采用围绕中心句先总后分的写作方法。我抓住此契机,以“巧设练习,读写结合,突破难点“为主题,对第二课时教学进行了这样的设计:一开课,我由复习旧知引入,巧妙设计了一个口语训练的填空题让同学们运用上节课所学的词语,以填空的形式介绍航天飞机的外形,既激发了学生学习的兴趣,又为这节课“设计名片”这一环节做铺垫,是这一难点有层次,有坡度,学生易掌握。在品读课文这一环节,我运用到了看、听、想、说、写等要素组合方式,使学生走进了文本,了解航天飞机飞得高飞得快、本领大的特点,掌握课文使用了作比较、列数字、中心句的写作方法。这一环节提炼了写法,为后面的设计名片有了写作技巧上的指导。在第三环节的教学中,我为学生搭建互动平台,通过同桌间的小动,设置知识扩张点,让学生在互换角度中用夸一夸的方式去体会普通飞机与航天飞机各有各的作用,既不妄自尊大,也不妄自菲薄。这一做法点明了主题,也在原有的基础上,让训练结合文本同时又走出文本,使训练有了一个质的飞跃。两次说的训练,一次是复习旧知,一次是巩固新知,层层递进,逐步攻克难点,此时,写对于学生来说是呼之欲出。在最后的环节中,我通过让学生四人小组合作的方式共同设计航天飞机的名片,学生由说到写,读写结合,很好地完成了写作练习,既深化巩固了本课的知识点,又掌握了先总后分的写作技巧,有所得有所获,达到本课预设的目标。

篇7:《航天飞机》教学反思

在教学《航天飞机》这课时,我抓住第一段中的“飞机一会儿俯冲,一会儿爬升,一会儿翻筋斗,觉得很得意”与最后一段“飞机越听越不自在”进行对比,让学生了解飞机情绪发生变化的原因,然而突出航天飞机比普通飞机飞得“更高更快”的特点以及它的特殊本领--释放和回收人造卫星。再通过智慧老人对飞机语重心长的引导,让学生领悟普通飞机和航天飞机各有各的长处,各有各的作用,既不能妄自尊大,也不要妄自菲薄.同时让学生说说飞机的用途,学生说:飞机是人们外出最快的交通工具,飞机在军事方面的作用是巨大的。飞机在农业、林业等方面都起到了很大的作用在学习“不自在”这个词语时,要让学生感受它的意思,我让学生充分地联系自己想想在什么情况下,会不自在,说说自己不自在的经历。这样一说,学生的话就多了,在各种情况下都有不自在的情况发生。

篇8:航天飞机的教学反思

教学过程

一、设疑激趣, 目标定向

1.同学们, 大家都应该见过飞机, 可能还有人乘坐过飞机。今天我们要认识一种新飞机———航天飞机。 (板书:航天飞机)

见过吗?坐过吗?想不想见识见识?那一起来学习课文。

2.你想了解它哪些方面的知识?

二、扫除障碍, 感知全文

1.练习拼读生字新词。

2.各自练习读课文, 读通、读顺。

3.检查读生字新词。

4.分自然段朗读课文, 比赛谁读得正确、通顺。相机练习易读错的词语、句子, 特别要把含有数字的句子读顺畅。逐段朗读的同时逐段理解课文, 感知各段大意。

5.这是篇童话, 童话中的事物都是有生命、有思想情感的。这篇文章中写到了哪些事物? (飞机、智慧老人、庞然大物) 他们之间发生了什么事?

三、多重扮演, 学用语言

(一) 一演飞机, 领会其本领

1. (出示绘制的飞机模型教具) 有这么一架飞机, 是世界上著名厂家制造的, 他性能优越, 天南海北跑过好些地方, 圆满地完成了很多任务。你看, 他今天又出发了。 (指名朗读第一段)

2.飞机在干什么? (飞, 在天空飞。) 怎样飞? (自由自在) “自由自在地飞”也就是怎样飞? (想怎么飞就怎么飞, 尽情地显示自己的本领。)

3.是呀, 你看, 他有哪些本领? (俯冲、爬升、翻筋斗)

谁来做飞机, 把自己的这三样本领现场表演一下?

邀请学生用教师绘制的飞机模型教具表演“俯冲” (向下、低头冲, 从高处往低处冲) 、“爬升” (从低处往高处飞) 、“翻筋斗” (头朝下, 尾朝上, 身子翻转过来) 三动作。师生评议, 形象地理解“俯冲”“爬升”“翻筋斗”的含义。

(二) 二演航天飞机, 了解其外形特点

1.飞机正得意的时候, 突然——— (引读) “突然一声呼啸, 一个庞然大物腾空而起。”

2.谁出现了? (庞然大物) 这是个怎样的东西?“庞然大物”的出现给你什么感受?

3.这大家伙什么模样?大家读课文中的句子, 仔细瞧一瞧。

这腾空而起的庞然大物什么模样?谁来介绍?

你是从哪几方面来介绍的? (翅膀、脑袋、机尾) 每一方面有什么特点?

这个庞然大物就是航天飞机。它的外观是这么一副模样。 (老师出示绘制的航天飞机模型教具) 我们就来试着做航天飞机, 作一番航天飞机外形的自我介绍:

我是一架航天飞机, 我可是个庞然大物。我的__________________

(三) 三演智慧老人, 领会航天飞机的本领

1.飞机不认识这大家伙, 就去请教谁了? (智慧老人) 智慧老人怎么介绍的?请大家各自轻声读第三自然段。

2.智慧老人介绍时说了几次话? (两次)

3.学习第一次。 (出示句子) 请大家再来读一读。

智慧老人笑着说:“刚才你见到的是航天飞机。他比你飞得更高更快。你能飞两万米高, 他却能飞几十万米高。从东海之滨到帕米尔高原, 你要飞行四个多小时, 他只需要飞行七分钟。”

这里讲了几句话?分别讲了什么意思?讨论理解以下几点意思:

(1) 第一句讲了飞机见到的庞然大物是航天飞机。

(2) 第二句讲了航天飞机飞行的特点———比飞机飞得更高、更快。

(3) 飞得怎么高、怎么快?交代得清楚吗? (航天飞机能飞几十万米高, 从东海之滨到帕米尔高原东西距离约5200公里, 他只需飞行七分钟。)

(4) 没有第三、第四句行吗?它们和第二句有着怎样的关系?

4.那谁来当回智慧老人, 介绍一下航天飞机? (练习说话)

航天飞机比飞机_______________

5.学习智慧老人第二次说的话。 (出示句子) 请大家再来读一读。

智慧老人停了停, 又说:“航天飞机的本领可大了!他能绕着地球转圈圈, 在太空中释放和回收人造地球卫星。卫星出了毛病, 他就伸出巨大的手臂把卫星捞回机舱, 带到地面上来维修。”

这里讲了几句话?主要讲了什么意思? (航天飞机的本领)

6.航天飞机有什么本领, 谁再来当回智慧老人, 介绍一下?

航天飞机的本领可大了!__________________

(四) 四演航天飞机, 完整介绍有关航天飞机的知识

1.我们现在合起来完整地介绍一下航天飞机。我们把自己当成航天飞机, 来写一份航天飞机的自我介绍。你准备从哪几方面来写? (外形, 飞行特点、本领)

(学生写《航天飞机的自我介绍》)

2.交流评议学生写的《航天飞机的自我介绍》。

四、总结收获, 延伸激励

1.听着智慧老人对航天飞机的介绍, 飞机感受如何? (不自在)

2.智慧老人怎么开导他的? (看到自己的长处)

3.齐读第四段。

4.学习了本课有些什么收获?长了什么本领?

5.拓展知识, 延伸激励。

我国现在还没有航天飞机。2008年9月25日21时10分, 我国在酒泉卫星发射中心发射“神舟七号”, 经过2天20小时27分钟绕地球飞行了45圈, 9月28日17时37分返回, 在内蒙古四子王旗着陆。但这是宇宙飞船, 是一种运送航天员、货物到达太空并安全返回的一次性使用的航天器。它能基本保证航天员在太空短期生活并进行一定的工作。

篇9:航天飞机经济性的辩证反思

降低成本是航天飞机“部分可复用”的初衷之一,但是航天飞机计划初期高发射频度摊薄成本的简单推理,误导了可复用必然低成本的乐观预期,到了实际运行阶段航天飞机的高额预算,又形成了可复用的成本居高难下的悲观评估。因此后航天飞机时代可复用天地往返系统的健康发展,必须直面航天飞机经济性反差的负面影响,通过构建必要的成本模型,辩证反恩航天飞机的成本居高不下的原因,前瞻可复用天地往返系统经济可承受性的应对策略。

成本模型分析

航天飞机的成本模型如下式所示:

C总成本=C研发+C制造+C升级+C失事+C运行+C回收+C复新+C保险+C垄断

航天飞机成本模型的要素成本属性和典型数据如表1所示。

比较常见的计算成本为多年段飞行平均成本,等于多年段财年成本之和除以多年段发射频度之和。其中财年即财政年度,国家预算的有效起止期限,美国采用跨历年制的预算,从当年10月1日起至下年9月30日止,以预算年度终止日所属的年份作为该期间的预算年度。

从表1可见,航天飞机提升成本的典型数据均数额不菲,而摊薄成本的年平均发射频度仅为4次~5次/年,因此航天飞机的飞行平均成本必然居高难下,而如此高成本与航天飞机的发展模式密切相关。

当年一枝独秀的阿波罗登月计划,造就了美国在冷战时代太空竞赛中无与伦比的地位,也加速了后阿波罗时代美国高层决策的自我膨胀;另一方面航天飞机计划自始至终部渗透着公开和秘密的军事任务的需求,例如当时军方和中央情报局所期望的下一代大型军事卫星的发射需求。正是这样的背景塑造了航天飞机超能力决策定位的大而全模式,大而全模式要求航天飞机的发射频度达到48次/年,至少基本覆盖美国轨道航天发射的需求;在结构上则要求航天飞机一次搭载7名航天员,并拥有直径4.6米、长18米的超大舱位和24,400千克近地轨道最大载荷能力。

超能力决策的大而全模式使航天飞机承载了过度的技术挑战和风险:

航天飞机是第一个集运载火箭、人货两用飞船、在轨航天器和飞机等技术特点于一身的天地往返系统,一个极为复杂的包含约250万个零件的巨系统。

航天飞机是第一个以运载火箭的方式垂直升空,而以飞机的方式水平降落的天地往返系统。

航天飞机是第一个能一次搭载7名航天员,并兼顾24.4吨近地轨道有效载荷的天地往返系统。

航天飞机是第一个部分可复用的天地往返系统,而且在航天飞机的基本组成中,除一次性使用的外贮箱以外,固体火箭助推器、轨道器及其主发动机都可以不同年限的重复使用。

航天飞机是第一个在计划之初,过于乐观地承诺其多功能、高载荷、经济性、安全性乃至舒适性的天地往返系统。

这五个“第一”使航天飞机的诸多要素成本居高难下,而摊薄成本的发射频度却远低于预期。

一个极其复杂的包含约250万个零件的巨系统,又承载了过度的技术挑战和风险,因此不难理解航天飞机的制造成本高达17亿美元,而任务运行财年成本动辄约9亿美元。

尽管从1972~1982财年,航天飞机用于设计、研发、试验、工程、制造、设备、建筑等的研发成本(不包括利息)已高达177.9亿美元,但由于承载了过度的技术挑战和风险,航天飞机于1981年成功首飞之后,又不得不承担了过多的改进升级的成本,据1985~1999财年的不完全统计,其改进升级成本占总成本的百分比高达19~49%,见图2。其中1994~1996财年航天飞机改进升级成本的明细见表2。

维护复新是可复用独有的成本,根据1985~1990财年的统计,航天飞机的可复用部分,即轨道器和固体火箭助推器的维护复新成本,占总运行成本的百分比高达29.1~34.1%,而一次性使用外贮箱的成本、推进剂、人员装备、发射运行、飞行运行、全球跟踪网络支持、合同管理、研究计划管理等运行成本为65.9~70.9%,见图3。如此高额的维护复新成本颇令人意外,因为高额的维护复新成本在一定程度上抵消了可复用的本来价值。维护复新成本包括更换硬件的成本和(转场)一检测一维护-清洗一复新-总装一测试一取证等过程的成本,而后者所耗费的周期直接影响系统的响应能力和发射频度,并进而影响总成本的分摊。

航天飞机失事后七位航天员的惨痛生命代价举世震惊,而失事连锁成本除了事故调查成本、重返太空计划成本、补充新轨道器的成本外,还包括因停飞缓飞使发射频度骤降,导致分摊成本剧增。例如发射频度较高的1994~1996财年,航天飞机的飞行平均成本为4.5亿美元;2003年哥伦比亚号航天飞机失事后,2004财年停飞,2005~2009财年的发射频度从1次/年重新起步,逐年递增1次,年,发射频度的骤降导致2004~2009财年航天飞机的飞行平均成本增至16.0亿美元,见表3。

创立仅八年的美国私人航天企业太空技术探索公司,2010年6月4日首次试验“猎鹰”9号火箭,将“龙”号飞船的模型成功送入地球轨道。2010年12月8日,“龙”号飞船又由“猎鹰”9号火箭发射入轨,并环绕运行了两圈后在海上成功回收。通过卓有成效的技术和管理途径,“猎鹰”系列火箭将逐步实现相当低成本的航天发射。作为美国商业轨道运载服务(COTS)计划的一部分,“猎鹰”9号火箭的成功试验具有里程碑的意义,这一打破垄断的转型尝试,在一定程度上说明包括航天飞机在内的美国国家航天项目,其成本长期居高不下与少数航天巨头垄断_生的分享政府大额订单,所导致的隐性垄断成本不无关系。

发射频度是制约航天飞机经济性的关键因素。航天飞机计划初期,美国航宇局预计1980至1991年累计飞行572次,相当于发射频度约48次/年,当时设想航天飞机将基本覆盖美国轨道航天的发射需求,按估算每次发射成本约0.5亿美元。航天飞机计划的初期设想,一方面基于后阿波罗时代过于乐观的航天展望,另一方面误以为航天飞机因高频度

发射而摊薄成本的预期,将进一步激发轨道航天发射市场的需求,因此打造一个能“包打天下”的全能型航天飞机,既是轨道航天的发射需求使然,也是登月之后继续保持美国航天强势地位的登峰之路。显然美国人高估了航天飞机的发射频度预期,并进而高估了航天飞机激发轨道航天发射市场需求的前景。

实际上航天飞机部分可复用的技术含三大关键,即固体火箭助推器、轨道器主发动机和热防护系统三大关键技术。尤其是轨道器主发动机和热防护系统,返回基地后至重复使用前的维护过程相当复杂,维护成本高,维护周期长。在航天飞机计划之初,预期响应能力为14天,但是根据1990年~1997年的实际统计,在轨道器处理设施的平均时间长达88天。此外根据13次航天飞机飞行任务的统计,轨道器及其热防护系统的维护复新平均总工时,分别达到188,815小时和79,635小时。仅从以上数据就足以判断,航天飞机难以满足发射频度达两位数所要求的快速响应能力。

航天飞机从1981年首飞至今实际飞行了132次,航天飞机退役前还计划飞行3次(有关航天飞机飞行次数数据的信息来源截至2010年12月31日),航天飞机的实际飞行年表图如图4所示。从图4可见航天飞机的年总平均发射频度仅为每年4次~5次,与航天飞机计划初始预期的发射频度每年48次相去甚远,实际发射频度倍减的后果必然是分摊成本倍增。

辩证反思之一——

超能力决策的大而全模式使航天飞机承载过度的技术挑战和风险,承担过高的改进和补救成本,承受失事后双重代价的冲击,导致成本模型中研发、制造、运行、复新、升级、失事和保险等成本要素都因此而明显提升,而发射频度却因为高估航天飞机发射频度的需求预期,高估一次性使用部分实际配套能力,高估可重复使用部分实际响应能力,导致发射频度远低于初期的乐观预期,使成本分摊倍增。

综合评价影响航天飞机经济性的因素,主观失误是主因,客观认知是辅因。因此航天飞机的经济可承受性问题,决不是部分可复用的必然结果,降低成本依然是可复用的发展规律。

辩证反思之二——

后航天飞机时代,避免超能力决策和大而全模式的前瞻性对策,是适度研发模式、适度尺寸结构和适度技术挑战;避免发射频度失当的前瞻性对策,是适度能力均衡和适度技术挑战。

“四个适度”的前瞻性对策,其中适度研发模式,即潜心技术铺垫、专注研发积累、逐步实现可复用天地往返系统阶段性目标的螺旋渐进研发模式;适度技术挑战,即尽量采用成熟技术、把握适度技术挑战、无人系统优先起步、务实渐进降低风险。

“四个适度”发展策略的近期实例,如美国空军的X-37B吸取了航天飞机和X-33的经验教训,采取适度挑战务实渐进的发展策略,见表5。

辩证反思之三——

从航天飞机的成本模型可见,发射频度是摊薄发射成本的关键要素,也是一个似易实难的关键要素。航天飞机计划初期48次/年的发射频度承诺,就是缘于看似容易的三个高估,结果发射频度下挫至平均每年4次~5次。在适度研发模式、适度尺寸结构和适度技术挑战的前提下,提升发射频度的关键是适度能力均衡。适度能力均衡有三大重点:

一是可复用性设计的能力均衡,可复用性设计必须充分考虑系统的寿命周期以及系统维护的可操作性和可时控性;

二是集成航天器健康管理系统的能力均衡,哥伦比亚号航天飞机的失事折射出可复用天地往返系统,在飞行后的状态检测、缺陷判断和飞行中的状态监测、故障诊断的复杂性,可复用天地往返系统需要能实时监控和健康管理的综合手段和技术,即逐步趋于成熟的集成航天器健康管理系统(IVHM),实际上哥伦比亚号航天飞机失事后的重返太空计划,已经进行了针对性的结构健康管理系统的试验,在航天飞机的机翼前缘等敏感部位设置传感器和无线仪器;

三是地面维护技术和管理能力的均衡,转场一检测一维护-清洗一复新-测试-取证等技术和管理能力的均衡。

在航空“可复用”早已高度成熟,而航天仍普遍处于“一次性使用”的年代,航天飞机以人类航天史上第一个“部分可复用”的实践,揭示了可复用经济性的突破,必然是一场充满智慧的控制和摊薄成本的要素博弈。响应能力决定发射频度,发射频度摊薄平均成本,平均成本激活市场需求,这就是可复用的经济学,见图5。

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